Suche gute GPS low cost Antenne

Fragen zu GPS-Empfängern und alles was damit zu tun hat.

Moderator: Roland

DGPS
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Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von DGPS » 21.02.2012 - 14:10

Ich suche eine low cost GPS-Patch-Antenne mit guten GAIN >4db und VERSTÄRKUNG >30db. Preisvorstellung bis 25€.
In meine bisherige Auswahl gefasst habe ich:

Hirschmann GPS 7M 23€
Gain 2dBi min., Verstärkung 26dB ±3dB typ., Rauschmaß ≤1,4dB typ.
Stromaufnahme ≤25 mA @ 5 V ± 0,1 V

SRT (Sun Rise Tech - sunrise-tech.hk) SRT-GPS-AT-5 8-10€
Verstärkung: 28dB±2db, Rauschmaß 1,5dB
Stromaufnahme 5mA, 15mA Max

Best Power Industrial ( H.K.) Co., Ltd. BPI-GPSM-02 (Vertrieb durch Navilock und Mikroelektronika) 10€ bis 15€, bei einem Händler sogar 49€
Gain 3dBi, Verstärkung 30dB±3dB, Rauschmaß 1,5dB
Stromaufnahme 8-14mA
-> mit dieser Antenne habe ich bisher Erfahrungen sammeln können. Die Ergebnisse waren mit einem u-blox 5S gut.

Connectec Electronics Co., Ltd. Ct-6180 SMA 5M 180D 10€
Gain 2dBi, Verstärkung 28dB±4.5dB, Rauschmaß 1,5dB (2,2db max. bei +85°C), Axial Ratio: 90°: Max 3.0dB
Stromaufnahme Typ: 18mA, Max: 22mA

AeroAntenna AT575-68 20€
Verstärkung 36dB, Axial Ratio: 3 dB max


Antennen über 25€

u-blox ANN-MS 30€
Gain >4dBi, Verstärkung Typ. 27dB, Rauschmaß Max. 1,8dB
Stromaufnahme typ 8,5 mA, ± 4,5 mA
-> hier konnte ich nicht den OEM-Hersteller ermitteln. Ich habe jedoch auch ungelabelte Antennen gesehen, die gleiche Kenndaten hatten wie die ANN-MS
weitere OEM-Produktbezeichnungen: GA-P1MAM-MCX, M827B GPS -> Hersteller wahrscheinlich Allis Communications Company
Der Hersteller bietet auch das Modell M535C mit 35db Verstäkung an. Dafür wird der Axial Ratio kleiner. Mir fehlt das technische Verständnis, ob das nun im technischen Sinne positiv ist, wenn dieser Wert kleiner ist und wie es den Empfang beeinflusst.

AuCon / W. Fink AS-76 36€
Gain +5dBi, Verstärkung 30 dB, Rauschmaß keine Angabe
Stromaufnahme: 4,8 mA/ 28 mA/ 11 mA +/- 3 mA

Trimble Bullet III 80€
Verstärkung 35dB±3dB, Rauschmaß 3,3dB
Zuletzt geändert von DGPS am 21.02.2012 - 17:21, insgesamt 5-mal geändert.

Deichgraf
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Deichgraf » 21.02.2012 - 17:12

... ich habe die Hirschmann 7 M zum Magellan Triton 1500. Die Antenne des Triton ist relativ gut, und die Hirschmann empfängt das eine oder andere Signal etwas stärker, ist aber nicht signifikant für den GPS-Empfang insgesamt.
Da der Triton die Signale ab 23 dB auswertet bzw. benutzt, kommt durch die leichte Signalverstärkung oftmals schon ein Satellit früher und stabiler rein.

Josef Gerstenberg
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Josef Gerstenberg » 22.02.2012 - 01:02

Hallo DGPS,

mit Stefan (ssquare_de) und der Beuth-Hochschule Berlin habe ich 2010 einige Low-Cost-Antennen getestet.
Bis auf einen Ausreißer waren die alle gleich gut (oder besser gesagt, alle gleich schlecht).

Die üblich angegebenen Daten, wie Rauschmaß, Gain usw., gehen in der Realität in anderen schlechten Eigenschaften unter.
Die Verstärkung kann allerdings relevant sein, wenn man ein langes Antennen-Kabel anschließen will
(je höher die Verstärkung, je länger darf das Kabel sein).

Gruß Josef

ssquare_de
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von ssquare_de » 22.02.2012 - 11:07

Hallo DGPS,


die finanzielle Schmerzgrenze wird - wie so oft - zum grössten Teil durch die Ansprüche gezogen, die man an die Antenne stellt.

Vergleichsweise gut hat damals die REEL N60XAM abgeschnitten, auf dem Niveau der Trimble BULLET III .
Ich hatte sie über POINTIS bezogen, preislich lag die bei rund 40-45€, wenn ich mich recht erinnere.
http://www.reel-gmbh.de/html/navigation1.html

Ich kenne deine anderen vorgeschlagenen Antennen nicht näher, die ANN-MS, ublox "Hausantenne", ist aber auch nicht schlecht.

Tallisman ist seit einigen Wochen in meinen Fokus gerückt, besonders wegen ihrer "Precision Grade L1"-Antennen, die sie für GPS aber auch für GPS/GLONASS bereithalten.
http://www.tallysman.com/rf-components.php

Deren Flagschiff, die TW3400 hat FARNELL Deutschland lagernd für rund 100€ im Angebot.
http://de.farnell.com/tallysman-wireles ... Ntt=TW3400
Habe damit aber selbst noch keine Erfahrungen gemacht, die Beschreibung der Antenne liest sich nur so schön... :)

Bei den preiswerten Patchantennen ist es so, dass der Antennenhersteller die Keramik-Substrate meist zukauft.
Die grossen Patchhersteller bieten für ihre qualitativ besten Patches oft mehrere Ausführungen an, da der Patch durch das Antennengehäuse "verstimmt" wird,
in das er eingebaut ist.
Eine gute Antenne besitzt daher einen "custom tuned" Patch, der vom Antennenhersteller auf das Gehäuse abgestimmt ist, das ihn umschliesst.

Wirklich schade, dass zu den Antennen so wenig substantielle Angaben gemacht werden, wo doch die Antenne zum entscheidenden Faktor wird, wenn man bei der Genauigkeit in Submeterbereiche vorstossen möchte.

In der Februar-Ausgabe 2012 von GPS-WORLD (Digital Edition) gibts aktuell mehrere Artikel zu GPS-Antennen und auch die Beilage "ANTENNA SURVEY" könnte von Interesse sein.
http://www.gpsworld.com/
http://www.gpsworld.com/Professional%20 ... rvey-12596


Stefan

DGPS
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von DGPS » 22.02.2012 - 16:31

Erst einmal danke für die hilfreichen Antworten.

Die Aussage von Josef hat mir erstmal bestätigt, dass eine gute Antenne nicht immer durch den Preis bestimmt sein muss. Ein Blick auf den Antennenvergleich von Tomoji Takasu (http://gpspp.sakura.ne.jp/anteva/anteva.htm) führte mir nochmal deutlich vor, dass nicht jede Antenne zu jedem Empfänger passt.

Die von mir vorgeschlagenen Antennen sind Massenware, die sind bei Amazon oder vielen Onlineshops zu finden und im untersten Preisniveau. Diese Antennen müssen ja nicht schlecht sein, leider gibt nur kein Händler die Kenndaten dieser Antennen an. Durch meine Aufstellung einiger Modelle wollte ich hier in die Runde fragen, wer Patch-Antennen im Zusammenhang mit einem Low-Cost-Empfänger für die Rohdatenaufzeichnung nutzt, vielleicht auch eine aus der Aufstellung. Vorgestellte Vergleichstest gibt es für solche Consumer-Antennen anscheinend noch nicht, obwohl diese bestimmt von vielen Autofahrern für ihre Navigeräte benutzt werden. Und vielleicht hat neben Josef noch jemand den Vergleich zwischen einer sehr preiswerten Antenne und einer deutlich teureren. Mich würde interessieren, ob und worin Unterschiede erkennbar waren.
@Stefan Wie ist Deine Meinung, wenn Du die REEL N60XAM mit einer preiswerten Patchantenne vergleichst?

Die Antenne soll für einen Skytraq mit RAW passend sein. Ich bin jetzt erstmal noch optimistisch, dass die BPI-GPSM-02 den Anfang am Skytraq machen kann. Nadem was ich bisher hier gelesen habe, wird es am Waldrand oder gar im Wald wohl mit jeder Antenne schwierig werden.

Um die Empfangseigenschaften einer Low-Cost-Patch-Antenne zu verbessern, möchte ich mögliche Bodenreflektionen reduzieren. Wie sollte eine Metallplatte als Unterlage für eine Patchantenne beschaffen sein, was Größe, Form (eckig, rund) und Material angeht? In welcher Höhe sollte die Bodenplatte mit der Patchantenne über einem feuchten Boden (Wiese mit Morgentau) aufgestellt werden?

Harald

Deichgraf
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Deichgraf » 22.02.2012 - 18:09

.... die Patchantenne selbst ist ja schon optimal auf eine kleine Bodenplatte montiert.

Wenn du jetzt einen Konservendosendeckel drunter legst, musst du nicht nur ausloten, wie hoch über dem Deckel die Antenne platziert werden soll, sondern auch noch feststellen, wie groß der Bleckdeckel sein darf, damit sich am Rand die Signale nicht beugen und doch noch auf die Antenne treffen, andererseits muss der Deckel so klein sein, dass von oben seitlich kommende Signale nicht auch auf dem Deckel reflektiert werden und auf die Antenne treffen.

Ich habe mit meiner iBT 737 (BT-GPS-Receiver) sowie mit der Hirschmann-Antenne und einem Blechdeckel stundenlang herum experimentiert, und dann mangels vergleichbarer und aussagekräftiger Ergebnisse aufgegeben.

Die einzige positive Erkenntnis hat die iBT 737 gebracht, dass sie auf einer Tischplatte liegend stärkere Signale empfing als in 1 m Höhe darüber.

Viel wichtiger scheint mir, dass die Antenne in einer definierten Höhe und in Waage steht.

Hagen.Felix
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Hagen.Felix » 22.02.2012 - 19:58

Deichgraf hat geschrieben: ... die Patchantenne selbst ist ja schon optimal auf eine kleine Bodenplatte montiert.

Wenn du jetzt einen Konservendosendeckel drunter legst, musst du nicht nur ausloten, wie hoch über dem Deckel die Antenne platziert werden soll, sondern auch noch feststellen, wie groß der Bleckdeckel sein darf, damit sich am Rand die Signale nicht beugen und doch noch auf die Antenne treffen, andererseits muss der Deckel so klein sein, dass von oben seitlich kommende Signale nicht auch auf dem Deckel reflektiert werden und auf die Antenne treffen.
...
Moin moin,
da ich auch gerade einige preiswertere Antennen teste (u.a. auch die o.g. N60XAM und die ANN-MS), um ihre Eignung für PPP, RTK und Rohdatenaufzeichnung mit dem u-blox NEO-6P abschätzen zu können (meistens im Vergleich zur NovAtel GPS-701-GG), habe ich mir aus ein paar billig bei eBay gekauften Edelstahl-Ronden (quasi Produktionsabfall mit kleinem Lasereinschnitt) Grundplatten gebaut, um die Magnetfußantennen unkompliziert auf dem Stativ befestigen zu können.
5/8''-Mutter unten mit 2-Komponenten-Kleber dran und gut ... :-)
Bin jetzt aber etwas verunsichert, wenn ich das so lese. Muss man da etwa darauf achten, einen bestimmten Durchmesser weder zu über- noch zu unterschreiten?
Viele Grüße!
Hagen
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Josef Gerstenberg
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Josef Gerstenberg » 23.02.2012 - 00:40

Deichgraf,
darf ich fragen, woher diese deine Erkenntnis stammt:
Wenn du jetzt einen Konservendosendeckel drunter legst, musst du nicht nur ausloten, wie hoch über dem Deckel die Antenne platziert werden soll, sondern auch noch feststellen, wie groß der Bleckdeckel sein darf, damit sich am Rand die Signale nicht beugen und doch noch auf die Antenne treffen, andererseits muss der Deckel so klein sein, dass von oben seitlich kommende Signale nicht auch auf dem Deckel reflektiert werden und auf die Antenne treffen.

Hagen,
jede(!!!) Patch-Antenne ist auf eine ganz bestimmte Groundplanegröße optimiert. Schaut man bei den Patch-Herstellern nach, wird das sofort klar.
Ein Beispiel:
http://www.specemc.com/patch.asp
http://www.specemc.com/docs/antenna_catalog.pdf
Leider verraten einem die Antennenhersteller selten diese Größe.
Für die ANN-MS von ublox bin ich durch mehrere 24-Messungen mit unterschiedlichen Groundplane-Größen z.B. auf 70*70 mm gekommen.
Einige größere Antennen wie die Reel-n60xaw oder die Trimble BULLET III haben intern vermutlich bereits eine optimal angepasste Groundplane.

PS Wie lange dauern deine Antennen-Test? Nicht, dass du den gleichen Fehler machst, wie ich vor ein paar Jahren.
Damals habe ich meist nur eine Stunde, zu unterschiedlichen Sternenzeiten und bei unterschiedlicher Feuchte gemessen.
Das Ergebnis zeigte die Abhängigkeit des Positionsfehlers von der Messdauer, der Zeit, der Feuchte und dem Zufall.
Aber selten einen Zusammenhang zur Antenne.


Harald,
ich bin der Überzeugung, dass man mit einer großen metallenen Groundplane Bodenreflektionen NICHT reduzieren kann - obwohl selbst Tomoji Takasu und andere Experten das versucht und geglaubt haben.
Die von unten kommenden Wellen machen wie nix einen Klimmzug an der Groundplanekante und tanzen dann fröhlich um die Antenne herum :-)
Zusätzlich verschlechtert man dadurch die Abstimmung der Antenne und deren Polarisation.


Wie man Bodenreflektionen effektiv dämpfen kann, sieht man bei den teuren geodätischen Antennen.
Auf SAPOS-Stationen werden z.B. nur Antennen mit einem Choke-Ring eingesetzt (soweit ich informiert bin).

Grüße in die Runde,
Josef

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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von DGPS » 23.02.2012 - 01:57

Es genügt wohl auch Alu als Groundplane wie bei diesen beiden Low-Cost-Modellen A-133 GPS Antenna www.arknavgps.com.tw/A-133-antenna.htm A-132 GPS Antenna http://www.arknavgps.com.tw/A-132-antenna.htm.

Harald

Hagen.Felix
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Hagen.Felix » 24.02.2012 - 07:20

Josef Gerstenberg hat geschrieben: ...
ich bin der Überzeugung, dass man mit einer großen metallenen Groundplane Bodenreflektionen NICHT reduzieren kann - obwohl selbst Tomoji Takasu und andere Experten das versucht und geglaubt haben.
Die von unten kommenden Wellen machen wie nix einen Klimmzug an der Groundplanekante und tanzen dann fröhlich um die Antenne herum :-)
Zusätzlich verschlechtert man dadurch die Abstimmung der Antenne und deren Polarisation.
...
Moin Josef,
eine Wunderwirkung gegen Mehrwegempfang hatte ich mir von meinen Stahlronden auch gar nicht erst erhofft ... :-)
Aber irgendwo bzw. irgendwie muss ich die verschiedenen kleinen Magnetfußantennen ja oben am Stativ (5/8''-Gewinde-Endung) befestigen, und da kam mir die Lösung mit den billigen Edelstahlronden wie gerufen.
Der Durchmesser (konkret bei mir 260 mm, siehe https://www.optimalsystem.de/os/pics/Op ... Stativ.jpg) ergab sich dann eher zufällig aus dem nächstbesten günstigen Angebot von Laserverschnitt in der Bucht.
Verunsichert wurde ich jetzt nur durch die mehrfach getätigte Aussage, man könnte seine Antenne durch eine Grundplatte in falscher Größe verstimmen ...
Wenn die Antenne (wie z.B. die schon genannte N60XAM von REEL) aber schon ihre eigene Grundplatte hat, kann dann überhaupt noch die Größe der darunter befindlichen (Träger-)Platte einen nennenswerten Verschlechterungseffekt bewirken?
Etwas besorgt, gleichwohl guten Mutes,
Hagen
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Deichgraf
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Deichgraf » 24.02.2012 - 15:56

... bei uns Konsumern geht es sicherlich nicht um 1 oder 2 mm, sondern wir bewegen uns im Meterbereich. Insofern ist es egal, ob wir einen Blechdeckel unter die Antenne klemmen oder nicht.

> Eine größere Grundplatte schirmt dabei die am Boden reflektierten Signale besser
ab. Jedoch können diese Signale durch Beugungserscheinungen am Rand der Grundplatte trotzdem
noch einen Multipatheffekt hervorrufen. >

Quelle: http://www.sapos.de/pdf/8-boeder.pdf

Und wenn die Grundplatte zu groß ist ...... hilft evtl. eine Elevation nicht unter 20°.

Josef Gerstenberg
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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von Josef Gerstenberg » 27.02.2012 - 00:21

DGPS:
Ein Alublech mit genügender Dicke (wegen der mechanischen Stabilität) ist vollkommen ausreichend.

Hagen:
260mm Duchmesser ist sehr viel. Mit einer ungünstig geänderten Mittenfrequenz und Polarisation solltest du rechnen.
Ob sich die Mittenfrequenz ungünstig verschoben hat, kannst du selbst ausprobieren:
Empfängst du mit der Antennenkonfiguration keinen Satelliten mit >= 50 dBHz, dann hat deine Groundplane die Antenne zu sehr verstimmt.
Die Änderung der Polarisation kann man nicht einfach überprüfen. Die macht sich irgendwie beim Multipathverhalten der Antenne bemerkbar.
Nimm besser ne kleinere Grundplatte für die Magnetfußantennen und papp da ne 5/8"-Mutter möglichst mittig mit UHU-Plus o.ä. dran.
Wenn die Antenne (wie z.B. die schon genannte N60XAM von REEL) aber schon ihre eigene Grundplatte hat, kann dann überhaupt noch die Größe der darunter befindlichen (Träger-)Platte einen nennenswerten Verschlechterungseffekt bewirken?
Ja - kann sie.

Deichgraf:
... bei uns Konsumern geht es sicherlich nicht um 1 oder 2 mm, sondern wir bewegen uns im Meterbereich. Insofern ist es egal, ob wir einen Blechdeckel unter die Antenne klemmen oder nicht.
Da bin ich nicht deiner Meinung.
Wenn Multipath bei Trägerphasenmessungen einen Fehler der Pseudostrecken von ein paar cm bewirkt, dann sind es bei (Konsumer-) Codemessungen ein paar Meter und maximal mehr als 100 m.
Das ist durchaus relevant! Nur bei sehr guten Bedingungen (trockener, nicht leitfähiger Untergrund, keine spiegelnden Flächen oberhalb des Horizontes) gibt es fast kein Multipath.
Auch die Verschiebung der Mittenfrequenz durch eine Groundplane kann bei Konsumer-Anwendungen zu einem deutlich schlechteren Ergebnis führen. 3 dBHz mehr oder weniger bei allen Satellitensignalen führt bereits zu deutlichen unterschiedlichen Positionsfehlern.

http://www.sapos.de/pdf/8-boeder.pdf
Eine größere Grundplatte schirmt dabei die am Boden reflektierten Signale besser
ab. Jedoch können diese Signale durch Beugungserscheinungen am Rand der Grundplatte trotzdem
noch einen Multipatheffekt hervorrufen.
Da würde ich gerne wissen, woher das Volker Böder hat. Selbst untersucht scheint er das nicht zu haben, eine Quelle gibt er auch nicht an und wie das "jedoch" und "trotzdem" zu verstehen ist, erläutert er nicht.
Ich vermute, dass das ein von den GPS-Antennen-Herstellern unterstütztes Märchen ist, weil sie eine Weile keine Idee hatten, wie man ohne Choke-Ring den Multipath in den Griff bekommen kann.

Auch ein Elevationsfilter von >= 20° hilft da nicht viel weiter.
Oder vielleicht doch? Aber warum sollte er?

Grüße in die Runde,
Josef

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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von DGPS » 03.03.2012 - 14:15

Zu der Trimble Bullet III habe ich eine Frage.

Kann die Trimble Bullet III - 5V an einem GPS-Empfänger (z.B. ublox LEA 5T, 6T, Skytraq S1315F-RAW) mit 3,3V benutzt werden? Die meisten Antennen haben einen Weitbereichseingang was die Spannung angeht. Bei Trimble gibt es wohl keinen in den Datenblätter definierten Weitbereichseingang oder? Hat jemand mit einer Trimble Bullet III mit 5V an einem 3,3V-GPS-Empfänger schon einmal gearbeitet? Soweit ich den Herstellerangaben entnommen habe ist der GAIN von der Verstärkerspannung abhängig. Ich könnte mir vorstellen, dass eine Trimble Bullet III mit 5V an einem 3,3V-GPS-Empfänger ihr Empfangs-Potential nicht voll ausschöpfen kann. Im schmlimmsten Fall arbeitet der Verstärker der Trimble Bullet III mit 3,3V gar nicht und die Antenne ist an einem 3,3V-GPS-empfänger unbrauchbar.

Harald

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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von ssquare_de » 03.03.2012 - 15:11

Hallo Harald,


was spricht dagegen, die 3,3V-Version der Trimble Bullet III einzusetzen?
ftp://ftp.trimble.com/pub/sct/misc/bin/ ... _US_hr.pdf


Stefan

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Re: Suche gute GPS low cost Antenne

Beitrag von DGPS » 03.03.2012 - 15:34

Hallo Stefan,

die 3,3V-Ausführung ist fast doppelt so teuer wie die 5V-Ausführung. Auch sprechen die besseren Leistungangaben für die 5V-Ausführung.

Harald

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